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[yita]

오탁방지막 (SILT PROTECTOR)

Ⅰ. 국내 오탁방지막 사용현황 및 제품설명

1. 오탁 방지막 사용현황

1) 83년 9월 전남 광양만 광양제철 부지 조성 공사 준설 공구현장에 4,240M를 설치하여 인근 해태 김양식장의 피해를 방지할 목적으로 설치된 이래로 96년 6월 현재 모든 건설 현장에 사전 환경 영향 평가에 반영되며 해양 환경의 보호, 생태계 보존, 수질 오염 방지 등의 목적으로 토목공사 현장에서는 필수불가결한 제품으로 정착 되었음.

2) 또한 민원 해소책으로 전시적 효과에 목적을 둔 초기 단계에서 벗어나 사전 환경 영향 평가에 따른 효과적인 제작, 설치 방법등이 시행자, 설계자, 시공자, 제품 제작 업체간에 공감대를 형 성함으로 진일보한 일면이 있으며 부대공으로 기피하던 시공업체가 적극적으로 대처하는 상황임.

3) 물량의 대형화, 사용현장 증가에 따른 설치현장의 해상조건 파악, 정확한 설치 목적 및 설치 위 치선정과 경제적인 수량 산출, 수심을 감안한 효과적인 제품폭 결정, 사용기간과 안전율 적용기 준 확립 등으로 설계에서 시공까지 근거있는 진행이 필요한 상황임.

2. 설계 해상조건 파악

1) 설계조건인 풍속, 조류속, 파고, 주기, 파장 등에 의한 오탁방지막의 외력산정은 조건이 단독으 로 작용하지 않고 각각 상호 연관된 복잡한 외력으로 작용되므로 이론적인 계산외에 과거의 실 적, 경험을 고려한 설계조건치로 하여야 함.

2) 근래 수심이깊은 구역 공사에 적용 사례가 많아지면서 제품의 한계성과 최선의 오탁방지 효과 를얻기위한 대책으로 단일막 설치에서 2중막 설치가 적용되고 있으며 제품구조상 부체부, 막체 부,중추로 구성되어 있는 오탁방지막의 생산 최대 폭은 10M이며 10M이상 폭의 제품은 상당한 실험 기간을 거쳐 실용화 될 예정으로 있음.

· 파고가 높으면 파력은 비례적으로 증가하며 조류 방향과 현장별 난기류 현상에서의 조건은 감안 할수 없으며 수평방향 물입자의 평균 속도를 써서 계산한다.

· 파랑에 의해 미치는 힘은 오탁방지막의 설치 면적에 비례한다.

· 오탁방지막이 조류방향에 대한 구속이 클수록 파력은 크게 작용하며 구속이 적을수록 파력은 작아진다.

3) 설치 구역에서의 정확한 해상조건 파악은 구조물 유무에따른 사전수리 모형 실험, 인근 현장적용 조건을 기준으로 파악 하지만 국내 여건상 미흡한 실정이며 항만 구조물과는 성격을 달리하는 가 설막체로서 1년 사용하는 제품으로 과거 30년∼50년 주기의 풍속, 조류속 적용은 무리이며 근래 10년이내 빈도로서 적용하고있으며 년중 악화될 시점에 관리상의 유의가 필요함.

3. ANCHOR BLOCK 및 연결로프

1) 앵카블럭 설계가 설치 지반의 지지계수, 해수비중을 감안하여 지반위에 올려논 상태에서 크기가 산정되므로 과잉 설계가 되고 있으며 자중으로 인한 침하와 토압 저항력을 감안 향후 적정 설계

가 필요시됨.

2) 오탁방지막과 앵카블럭을 연결하는 연결로프는 WIRE ROPE 의 부식을 고려하여 안전률 3∼5를 적 용하여 왔으나 단위 중량이 높아 연결 부위의 부력을 침해하고 시공이 난이하며 과잉 설계 등으 로근래 온산 신기단지, 팔당댐 준설공사, 서산삼성유화단지 등에서 WIRE ROPE와 같은 직경의 P.P ROPE OR NYLON ROPE를 사용, 문제가 없었으며 섬유재질의 안전률 적용상의 문제는 향후정립될 것 으로 예상되며 시공성 위주 추세임.

4. 제품폭산정 및 효과제고방안

1) 국내 폭 산정 기준은 H.W.L(만조시 수심) 기준으로 5Μ 이내는 80%, 5Μ∼10Μ는 70%, 10Μ 이상 은 50% 선에서 제품폭을 선정하여 왔으며 산정 근거는 효과적인 측면보다 제품의 내구성 위주 산 정이었으며 국내 최대 폭 사용은 부산 다대포 해양경찰대 기지조성공사로서 9.6 Μ 제품폭으로 수심 10Μ∼9Μ의 해저면까지 설치하여 인접 양식장 피해 최선의 방지책으로 활용되고 있으며 89 년부터는 효과적인 적용방안이 강구되고있음.


1. 本 工法의 적용 범위

본 자재사양은 ( ) 공사에 사용될 오탁방지막 제작, 설치에 관하여 적용된다.

2. 계획·조사

1) 본 공사를 수행하기 전에 오탁방지막 설치 예정 위치 및 구간에 대한 수심 조류등을 조사하여 현

지 여건의 설계와 상위 여부를 검토하고 설계시 정확성을 기하여야 한다.

2) 조사 자료를 활용하여 방지막 설치 구간, 설치 수량, ANCHOR의 설치방법, 소요장비동원 계획, 설 치 기간등을 포함할 상세한 설치 계획 공정표를 작성하여 시행하여야한다.

3) 오탁방지막이 설치된 이후에는 주기적인 순찰 및 유지관리로 방지막 및 설치 부속물의 손상, 유

실등에 의한 기능 저하에 대비 하여야 한다.

3. 자 료

1) 오탁방지막체는 수중 및 일광에 노출된 상태에서도 내구성이 강하고 여과성이 양호하며 수중의 혼탁 확산을 방지 할수 있는 재료로서 반드시 감독원의 승인을 얻어 사용하여야하고 그 재질의 기준치는 다음과 같다.

항 목	단 위	기 준 치		시험 방법
인 장 강 도	KG/IN	건	635 × 635 이상	KSK 0520
		습	635 × 635 이상
인 장 신 도	%	건	24 × 23 이상	KSK 0520
		습	24 × 23 이상
인 열 강 도	KG	건	280 × 270 이상	KSK 0536
		습	280 × 270 이상
중 량	G/Μ2	750 이상		KSK 0504
투 수 계 수	CM/SEC	α × 10-3 이하		KSK 2322
수 축 율	%	0.2 × 0.2 이하		KSK 0601
OPENING SIZE	MM	이하		현 미 경 법
섬 도	DENIER	3,000 이상		현 미 경 법
밀 도	본/IN	27 × 28 이상		KSK 0511

2) 오탁방지막을 구성하는 부속재료는 수중에서 부식되지 않는 가공처리를 하여야하며 조류에 의한 분리현상이 없는 구조로 제작되어야 한다.

구분	재 질	규 격	중량/단위	용 도
부자재명
1. 부 체	POLYSTYLENE	φ300 × 835 × 1/2	400G/EA	비중은 0.016앙으로 부력유지.
2. 부 체 카 바	POLYSTHYLENE	φ310 × 840 × 1/2	250G/EA	부체보호용으로 외부 충격에 견딜수 있도록 내한성, 내구성이 양호한 재질 사용.
3. 부 체 밴 드	H.D.P.E	30 × 480	30G/EA	부체결합용으로 부식이 되지 않는 H·D·P·E 사용.
4. BOLT＆NUT	BRASS	5/16”× 1’/4”	35G/SET	부체연결용으로 부식이 되지않는 황동 재질사용.
5. 보 강 밸 트	POLYESTER	60M/M	70G/Μ	단위제품(20Μ)간 제품폭에 따라 원단 이음부, 강도 보강부, 부착필요.
6. 샤 클	SS41 ZN 도금	φ14 φ20	500G/SET 1,100G/SET	제품간 연결용으로 조류에 의한 분리를 방지하기 위한 SPLIT PIN을 결합하는 S.B타입과 ZN용융도금 필요.
7. 보 강 금 구	SS41 ZN도금	60 × 150	150G/EA	보강 벨트위에 샤클 연결부 보강용 부식방지를 위한 ZN 도금처리 필요.
8. 구 멍 쇠	BRASS	φ20	7G/SET	제품간 이음부와 하체부인 연결용으로 부식으로 인한 막체손상을 방지.
9. 링 크	BRASS	φ7	15G/SET	체인연결용.
10. 체 인	STEEL	φ16	5KG/Μ	막체의 주름방지를 위한 추 역할로 제품폭에 따라 선정.

4. 막체부 시험

전기항의 기준에 적합하여야 하며 공공기관에서 인정하는 시험기관(국립공업시험원 또는 한국원 사직물시험검사소)에서 시행한 시험성적서를 사전에 감독원에 제출하여 사용전 승인을 득해야 한 다.

5. 오탁방지막 구조 및 형상

1)부유물질의 해상확산을 방지할수 있도록 제작되어야 하며, 취급 및 설치가 용이하며 내구성이 있 어야한다.

2) FLOAT 부는 파도에 의해 한쪽으로 휩쓸리지 않고 부력유지 및 복원력이 우수한 원통상으로 제작 되어야하며, 파손을 방지하기 위한 FLOAT COVER를 포함한 구조이어야다.

3) 하단부는 STEEL CHAIN을 부착하여 방지막 전체에 주름이나 굴곡을 제거할 수 있는 구조이어야한 다.

6. 오탁방지막 설치

1) SILT PROTECTOR 설치는 실시전에 시공 계획을 수립하여 시공이 편리하고 소요의 목적을 최대한으 로 달성할수 있도록 감독원과 합의하여 결정한다.

2) SILT PROTECTOR의 설치기간은 공사내용, 해상조건을 감안한 구조계산과 경험적인 안전율을 고려 하여 설정하다.

3) SLIT PROTECTOR의 설치후 바람, 유수 및 파랑등에 의하여 유동하지 않도록 하여야 하며, 투수성 이좋도록 해충, 해초류, 부유물질 부착 제거등 항상 유지관리를 철저히 하여야 한다.


Ⅰ. SILT PROTECTOR의 구조 및 특징

* 용 도 (USAGE)

해양 및 하천공사의 매립, 준설시 오탁수의 유출확산으로 인해 주변수역의 수산자원 및 자연환경에 심각한 영향을 미치므로 자연환경의 보존, 해양자원을 보호하는데 그 목적이 있습니다.

1) 매립공사시 해수중에 발생하는 토사, 세립토(SILT)의 확산 방지

2) 항로준설, 하상정비 등에 의한 해수 오탁방지

3) 호안, 방파제, 항만공사시 인근해역 오탁방지

4) 해상 공사주변 양식장, 청정수역, 해수욕장 피해방지

* 제품의 구조 (CONSTRUCTION)

일정수역을 고강도의 합성섬유로 만들어진 투수성 막체로 차단하여 일정구역내에서 발생한 토립자 를 여과, 침강시켜서 오탁수의 유출, 확산을 방지할수 있는 구조를 갖고 있습니다.

1) FLOAT 부 : 부력이 우수한 POLUSTYRENE계 원통형 부체와 내구력이 좋은 P·E COVER를 SAND WICH 상으로 결합, 분해, 조립이 가능한 구조로 형성 되어 있습니다.

2) CANVAS 부 : 내구성, 내약품성, 내흡수성, 등 제반성능이 우수한 고강력 합성섬유를사용하여 외 력에 대한 내구성이 양호하며 양호한 여과작용 기능을 갖고 있습니다.

3) 접 속 부 : 성능의 저항없이 연결, 분리가 용이한 구조로 현장 설치가 간편합니다.

* 제품의 특징 (ADVANTAGES)

1) 경량(5-1㎏/m) 으로 조립, 설치, 철거가 용이하며 취급이 간편합니다.

2) 현장의 해양조건, 기상조건 등에 따라 CANVAS 부의 강도와 FLOAT 부의 부력에 맞춰 다양한 제품 의 공급이 가능합니다.

3) 파랑에 대한 순응성이 양호하며 FLOAT 파손시 부분교체, 보수가 용이합니다.

* SILT PROTECTOR의 설계

각 공사수역의 해상, 지상조건을 파악하여 구조계산을 하여 현장에 적합한 재질의 막체를 산정한다.

1. 설계 조건 파악

항 목	단 위	현 장 조 건
풍 속(U)	Μ/SEC
조류속(V)	Μ/SEC
수 심(H)	Μ
파 장(L)	Μ
파 고(H)	Μ
주 가(T)	SEC

2. 외력의 산정

파랑, 바람, 조류등의 설계조건이 주어진 경우, 외력의 산정은 다음과 같이 구한다.

(1) 풍저항 : P₁ (㎏/Μ)

- FLOAT 부에 작용하는 공기저항을 말한다.

P1 =	Ra×Cd×U2	Cos2θ
	2g

여기서	Ra :	공기의 비중량 (=1.29Kg/M)
	C'd :	저항 계수(=1.0)
	g :	중력 가속도(9.8Kg/sec)
	Φ:	바람의 유입각도

(2) 수저항 : P₂ (㎏/Μ)
- CURTAIN 부에 작용하는 유수저항을 말한다.

P2 =	Rs×C'd×Vo2	Cos2θ'
	2g

여기서		Rs : 해수비중량 (= 1.030Kg/Μ)
		C'd : 저항계수 (= 1.13)
		θ' :CURTAIN의 범선에 대한 해수유입각도

(3) 파력저항 : P₃ (Kg/Μ)

- SILT PRTECTOR에 작용하는 파력은 수평방향 물입자의 평균속도를 써서 계산한다.

P3 =	Rs × C'd × Vo2	Cos2θ
	2g

Vo =	πH	·(Cot h	2πh	+ Cosech	2πh	)
	2T		L		L

여기서 Vo = 수평방향 물입자의 평균속도 (Μ/SEC)

3. 막면장력의 산정

SILT PROTECTOR는 외력 (등분포하중)에 대하여 변형하며 변형후 막면에 발생하는 장력을 계산한다.

(1) FLOAT 부의 막면장력 : T₁ (Kg/Μ)

풍저항으로 생기는 장력

T1 =	P1 ×a	√(a2 × 4f2)
	2 × f

여기서		2a : ANCHOR 간격 (=20Μ)
		f : 변향량 (Μ) , P1=풍저항(kg/m)

(2) CURTAIN 부의 막면장력 : T (Kg/Μ)

수저항 및 파력저항으로 생기는 장력

T2 =	(P2 + P3)a	√(a2+4f2)
	2 × f

P₂ : 유수저항 (kg/m), P₃ : 파력저항 (kg/m)

(3) 전체막 장력 : T (Kg/Μ)

FLOAT 부 및 CURTAIN 부의 막면장력에 의한 전체장력

T₃ = T₁ d + T₂ 1

여기서 d :FLOAT직경(M), 1 :CURTAIN폭(M)

4. 막체의 선정

산출된 SILT PROTECTOR의 막면장력에 대하여 공사내용, 사용조건등에 의한 적정한 안전율(Fs)를 곱한 강도이상의 재질을 막체 재료로 채용한다.

CURTAIN 부의 CANVAS는 다음식이 만족되도록 결정한다.

δ≤ δn

여기서		δn: CANVAS재료의 인장강도(㎏/2.54㎝)
		δ : 안전율을 감안한 막체의 인장강도(㎏2.54㎝)

그러므로	δ=	2.54	× T2 × Fs
		100

T₂ = CURTAIN의 -막면장력, F_S = 안전율

SILT PROTECTION 폭의 산정은 H.W.L(만조시 수심)기준으로 5m이내에는 수심 8%, 5-10^M, 10%이상 5%에서 제품폭을 산정한다.

★ 표 1 CANVAS 재료의 인장강도

규 격	인장강도(㎏/2.54㎝)	비 고
KSP 8000	635 × 635	기타 물성표는 사양서 참조
KSP 5000	415 × 406	″
KSP 3000	260 × 260	″

★ 여기서 중요한 것은 안전율(Fs)의 수치를 어떵게 취하는가 문제인데 경험적인 안전율 및 해수중에 서 강도저하 시험결과를 토대로 사용기간에 따라 다음 수치를 표준으로 한다.

사 용 기 간	안 전 율
0 ∼ 6 개월	Fs = 10 이상
6 ∼ 12개월	Fs = 15 이상
12 ∼ 24개월	Fs = 20 이상

★ 또한 설치후 시간이 흐름에 따른 강도 열화도 감안하여야 한다.

5. ANCHOR 결정

해당수역에서 외력에 의한 방지막의 유동을 방지하기 위하여 해저면에 ANCHOR를 배치, CANVAS하부 와 연결하여 고정시키는 역할을 하며, 현장조건에 따라 ANCHOR의 종류 및 크기등을 계산하여 결정 한다.

(2)ANCHOR ROPE

y

=

4f

.x.

(x-λ)

λ2

dy

=

8f

.x-

4f

dx

λ2

λ

X=0,

tanΦ

=dy

tanΦ=

dy

=

-4f

dx

λ

f: 2m

λ: 20m

Ta.sinθ = 2.Tf.sinΦ

2.Tf, sinθ

Ta = -----------

sinθ

ANCHOR BLOCK

1)저항 계산

토압저항력

Pe=1/2.r.kp.B³

r : 기반지반 흙의 단위체적중량

kp : 수동 토압계수

B : ANCHOR BLOCK의 1변 길이

( ANCHOR BLOCK을 3변동일 입방체 설계)

ANCHOR BLOCK의 압면 마찰력

1.4

Pf=〔(W×---- ) - Ta.cosθ)〕×TanΦ

2.4

W : ANCHOR BLOCK의 중량

Ta : ANCHOR ROPE에 발생하는 항장력

θ : ANCHOR ROPE와 막체각도

ψ : 지반토의 내부마찰각

2) ANCHOR BLOCK SIZE 산정

ANCHOR BLOCK의 필요조건은 BLOCK의 수중중량과 저항력의 합이 막체가 받는 전체 하중보다 커야한 다.

Pe + Pf?Ta·sinθ = 2·Tf·sinΦ

상기식을 간단히 정리하여 BLOCK의 크기를 결정하면,

MAIN ANCHOR BLOCK

F

----------- < Wm

K.COSθ =

F : 전체막장력의 수룩방향 성분에 한구간당의 막체, 수직방향의 하중

K : ANCHOR의 파주력 계수

Wm : ANCHOR의 수중중량

ANCHOR의 종류 및 파주력 계수

○ SUB ANCHOR BLOCK

P_{2 ＋} P₃

a×-------- × n × √(a'²+4δ) ? Ws

2 × 8

a : SUB ANCHOR

2n : CURTAIN

δ : 처짐량

Ws : SUB ANCHOR BLOCK의 수중중량

* SILT PROTECTOR 의 설치

·오탁방지막의 설치는 오탁방지막의 기능과 해양조건에 대한 대응한계등을 고려해서 엄선된 양질의 제품을 공사기간 동안 설치, 유지를 해서 공사로 인한 오탁 피해를 최소화 하고 현장에서의 민원 유발을 예방하므로써 효과적인 공사 수행을 하기위한 필수적인 공정임.

·설계 단계에서의 세부적인 시공방법 제시가 힘든 만큼 실 시공현장의 사전 실행계획 단계에서 애 로 사항이 발생함으로 조속한 품셈 및 시공 표준방안의 제시가 필요한 시점인.

1. 설치 수역 선정

1) 설치기간과 공사진행 공정상 장애가 없도록 적정수량 산출이 되어야 하며 1년이내 사용기준으로 이동설치 없이 장비, 작업선의 가동반경이 확보 되어야 한다.

2) 기본적으로 설치 목적인 오탁방지의 구체적인 목표 즉, 광역오탁방지, 양식장의 피해방지,수질보 전에 따라 효과가 제고될수 있는 H.W.L기준 제품폭 결정과 구조계산에 의한 막체선정을 한다.

3) 오탁방직 대상과 오탁발생 기점으로부터 조류방향, 조류속도등 현장조건을 감안하여 효과적이고 막체의 파력을 최소화할 수 있는 방향으로 위치를 결정한다.

2. ANCHOR 배치

1) 육상제작시 결정된 크키로 제작하되 오탁방지막과 접촉, 마찰시 파손이 될 수 있는 각진 부위를 제거해주어야 한다.

2) ANCHOR배치 지점을 수표면에서 식별할수 있는 부표를 MAIN ANCHOR와 SUB ANCHOR 위치에 ROPE를 이용하여 띄운다.

3) ANCHOR BLOCK 의 육상 소운반과 수중배치는 현장 조건 즉,

① 조위차가 거의 없는 수역

② 완전 간조가 되는 지역. 또는 작업선이 접안할수 없는 얕은 수역.

③ 해저지반의 급격한 경사 또는 완만한 지역에 따라 적절한 설치장비, 설치방법을 결정, 경제적으로 수행해야 한다.

4) ANCHOR BLOCK 의 수중운반, 설치는 상기조건에 따라

① 대형 BARGE 에 CRANE을 이용하여 다량을 적재하여 설치 위치에 투하하는 方法

② 부력을 갖는 부유체(PONTOON)를 이용하여 BLOCK1개씩을 매달아서 소형 예인선으로 설치위치까지 이동, 수중잠수부가 정위치하는 方法이 있다.

5) 해저면에 투하된 ANCHOR BLOCK의 위치를 식별할수 있도록 연결 WIRE ROPE(ROPE)의 제품 연결부에 부표를 연결하여 표시한다.

3. 오탁방지막 육상연결 및 배치

1) 설계시공 도면에 준한 제품인지 도착된 제품의 검사 확인후 공장제작 된 단위길이 (20M) 간 육상 연결을 실시한다.

① 연결부에 일정간격으로 부착된 구멍쇠 (EYELET)간에 로푸를 부분매듭을지어 연결하여 오탁 물 질의 누설을 막아준다.

② 단체 (20M)간 연결 주요부인 벨트와 벨트의 연결은 분리가 되지 않도록 SPLIT PIN을 포함한 SHACKLE로써 연결하며 막체의 파손과 로프매듭 이완을 방지할수 있도록 밀착, 중복시켜 결합 한다.

2) 육상 연결된 일정장의 오탁방지막을 FLOAT부 하단까지 막체를 말아 운반이 용이하도록 부분적으로 끈으로 묶어서 설치 수역에 배치한다.

4. 현장 설치

1) 해저면의 ANCHOR BLOCK과 SILT PROTECTOR 의 연결부간에 설계된 강도와 길이의WIRE ROPE(ROPE)로 SHACKLE로써 연결하여 외력에 의한 유동을 방지한다.

2) 이때 연결ROPE의 길이는 해저면의 지반상태에 따른 ANCHOR BLOCK자중으로 인한 침하와 파랑에 대 한 세굴등을 감안하여 적절한 여유길이로 연결되어야 한다.

3) 설치 선형은 완만한 곡선을 형성하여 등분포 하중 개념으로 설계된 막체의 파괴를 최소화 할수있 도록 하고 코너 부근의 집중파력을 분산시킬수 있도록 선형을 유지하여야 한다.

4) 년중 악천후, 태풍시 오탁방지막의 유지가 난이하므로 해체, 육상대피를 고려한 연결로프 해체방 안, ANCHOR BLOCK유실 방지를 위한 식별 부표설치등 설계시 개략적인 유지관리비로는 대치가 곤 란한 문제도 현장에서는 사전 감안되어야 한다.

Ⅷ. GEO SILT PROTECEOR 오탁수 확산 방지 효과

1. SILT PROTECTOR 오탁수 확산 방지 메카니즘

SILT PROTECTOR 오탁수 확산 방지 효과로써는 오탁수의 차단 효과와 오탁 입자의 침강 촉진 효과 에 의한 것으로 정리 할수 있다.

1) 차단효과

토목 공사등에서 발생하는 오탁수는 오탁입자의 입경이 작기 때문에 그침강속도는 대단히 작고 수중의 난류 확산에 의해 광범위하게 퍼져서 문제가 된다.

예를 들면, 입경 5마이크론의 오탁 입자는 1시간에 10CM 이하밖에 침강 하지 않으며 따라서 SILT PROTECTOR로 차단해서 오탁수의 확산을 제어할 필요가 있다.

여기서 말하는 차단효과라 함은 수평, 연직, 각방향의 난류확산의 차이,특히 하절기에 있어서 밀 도층 형성에 의한 연직방향, 혼합의 억제, 침강효과, 조류등에 의해 기인하고 있다고 생각된다.

① 흐름이 없을때의 차단효과

우선 조류등 특별하게 흐름이 없을 경우의 오탁 확산을 생각하자.

해양에서의 확산 현상은 난류 확산에 따라 지배되고 이 난류의 난조는 수평 방향쪽이 연직 방향 에 비교 해서 탁월하며 난류 확산 정수는 그 단위 이상 커지는수가 있으므로 확산 속도는 단위 가 달라 진다.

이제, 오탁수를 1점에 투입한 후의 확산상황을 비교하면SILT PROTECTOR 가 설치되어있지 않을 경우 오탁은 수평방향이 급격하게 확장되지만SILT PROTECTOR의 외측으로 확산되기 위해서는 우 선 처음에 작은 연직 방향 확산 정수로 확산하고 ①그후 처음으로SILT PROTECTOR의 외측으로 큰 수평 확산 정수로 확산한다.

② 따라서SILT PROTECTOR 의 외측으로 확산되기 위해서는 장시간을 요하기 때문에 오탁수는 충분히 회석되어 농도 저하가 기대된다.

또, SILT PROTECTOR 의 설치에 의해SILT PROTECTOR 내측의 오탁농도가 높아져서 오탁 입자도 응 집하는 확률이 증가하여 SILT PROTECTOR 내측의 체류시간도 길어지는 관계로 침강을 촉진시키고 또한SILT PROTECTOR 외측으로의 확산을 제어할수 있다.

② 흐름이 있을때의 차단효과

조류등의 흐름이 존재하면 오탁은 흐름의 하류 방향으로 대단히 멀리까지 확산된다.

특히 흐름이 빠르면 흐름의 하류에 과히 회석 되지 않은체로 고농도로 확산하여 문제가 된다.

일반적으로 유속은 수면에 가까울수록 크기 때문에 특히 수면 부근에서 문제가 된다.

SILT PROTECTOR가 설치되지 않았으면 수면 부근에서는 오탁 발생후 t초가 경과한후V×t(m)하류 의 A지점에서 농도가 최대가 된다.

V가 크면 t가 작더라도 멀리까지 확산되기 때문에 회석이 충분하게 되지 않으며 따라서 단시간 내에 고농도의 오탁 영역이 멀리까지 형성된다.

여기서SILT PROTECTOR를 유속이 빠른 수면 가까이에 설치하면 오탁확산에 영향을 주는 유속은 작아져서 연직방향의 확산속도의 작은것과 어울려서 먼곳으로의 확산에 장시간이 필요하게 되어 그결과 오탁수는 충분히 회석되며 저농도로 되어간다.

2) 침강 촉진효과

발생 오탁원을 실트질 성분이라 생각하면 그농도 분포는 다음과 같이 된다.

오탁의 대부분을 차지하는 거칠은 입경은 급속 하게 침강하기 때문에 먼곳으로으 확산대상으로는 되지 않는다.

입자의 침강 속도 : STOKES의 법칙

Ψ =	g(ρ'-ρ)	φ²
	18μ

Ψ:침강 최종속도

ρ':토립자의 밀도 = 2067(g/㎤)

μ : 해수의 점도 = 1.045(g/㎤)

g : 980(㎝/sec2)

φ: 입경(㎝)

(㎝) 입경	Ψ(㎝/sec) 침강속도	Ψ(m/hr) 침강속도	10m당 침강필요시간
0.0001(1μ) 0.001(10μ) 0.01(100μ) 0.1(1000μ) 1.0	8.8×10-5 8.8×10-3 0.88 88 8,847.2	3168×10-3 0.32 32 3,200 3,200×105	3,156.6hr 31.25hr 19분 11.36sec 0.11

입경과STOKES의 침강 최정 속도

그러나 미립경의 오탁도 장시간 경과후에는 침강하며 여히튼 오탁은 언젠가는 침강하게 되며 또 완전히 침강할 때 까지 확산 범위를 줄이는 것이 된다.

SILT PROTECTOR를 설치하면 SILT PROTECTOR 의 외측으로 확산되는 오탁은 〈(h)-(H)〉만의 거리를 침강만하고 종결하기 때문에 먼곳으로의 오탁의 확산을 제어할 수 있다.

흐름의 난조에 의해 입경이 미세한 오탁은 제부상하는 것도 있지만 통계적으로 보면 평균치로써 입경에 대응한 침강 속도로 침강하는 것이 된다.

또SILT PROTECTOR 내측에서의 오탁 농도가 증대 하고 오탁 입자의 체류 시간도 길어지기 때문에 SILT PROTECTOR내측에서의 침강하는 비율이 증가하고 바깥쪽으로 확산되는 양이 적어진다.

2. 오탁수 확산방지효과 실측예

1) 해역에서의 실시예

이 실시예는 장래 매립예정지로서 계획되어 있는 장소에 준설에 의해 생긴 폐기물을 토적처리 하 는 계획 아래 시작된 공사이다.

시공순서는 우선 해중에 潛堤를 축조하고 그상부에 SILT PROTECTOR를 설치 하도록 展張布設한 다 음 준설토를 펌프선으로 준설하여 送泥管吐山口를SILT PROTECROR내측에 설치, 연속적으로 준설토 내보내기 시작한후 안정기를 보아서 오탁수의 확산 상태를 조사하였다.

(1) 현장 동경만 金泥층 수 심 : HWL 6.0M LWL 4.0M

(평상시 기상 해상조건) 평균풍속 : 2.0M/SEC

평균유속 : 0.1M/SEC

파 고 : 0.3-0.4M

(2) 오탁원4000PS 700M³/HR펌프선送泥管

(3) SILT PROTECTOR 展張形狀및 측점

조사위치는 마조, 간조시의 풍향과 조류의 방향을 고려하여 준설토 토출구를 중심으로 세방향 을 골라, SILT PROTECTOR 의 내측, 외측과 일정거리를 두고 측점을 설치가기로 하고다시 수심 에 따른 변화의 추적을 위해 측점을 1점 골라 여기만은 표층중층하층3점을 샘플링하고 다른 것 은 모두 증층으로 하였다.

또 조사빈도는 만조시 및 간조시의 2회를 행한다.

(4) 샘플링 : 北原式 B號採水기

(5) 탁도 측정 부유물질량(S.S : SUSPENDED SUHSTANCE PPM)

JISK 0102-1971 유리여과기법

SILT PROTECTOR전장 형상 및 측점 개소

2) 湖 에서의 실시예

湖 방류관을 매설하기 위하여 클럽선으로 굴삭 시공할 경우에 있어서의 수질 오탁을 방지할 목 적으로 SILT PROTECTOR를 전장포설한 것이벼 본공사와 병행하여 오탁수의 확산 상황이 조사되었 다.

(1) 현장 추방호(岡谷水花岡地光)

수 심 : 평균 3M

파고유속 : 공히 거의 없음.

(2) 오탁원0.4M³g 13.15L × 9.85W ×1.25H

(3) SILT PROTECTOR전장 형태 및 측점

SILT PROTECTOR내외의 15점이 측점을 만들어 준설완료후, 1-72시간의 경과시간에 있어서 조 사하기로 하였으나, 72시간째에 대해서는 24시간후, 48시간후의 결과가 일정하게 되었기 때문 에 생략하였다.

또 깊이 방향에 대해서는 각 측점에 따라 수면에서부터 1M,2M,3M의 3점에서 샘플링하였다.

(4) 탁도 측정

포터블 탁도계(사란광 방식 PC-06형TOKYO전자 공업 제품)

SILT PROTECTOR전장 형상 및 측점 개소

3) 하천에서의 실시예

하천내의 일부에 실험 장치를 설치, 인공적으로 발생케한 오탁수를 연속적으로 송부하여 송수 개 시후 일정 시간 경과후의 오탁수 확산 상황을 조사 하였다.

(1) 현 장 - 定천

- 수심 약4M

- 유속평균 0.2M/SEC(MAX 0.4M/SEC MIN0.1/SEC)

여기서 유속치는 CM-2형 유속계에 의한 실측치.

(2) 오 탁 원

본류는 인접한 침전지내에 수중 샌드 펌프(11KW,150M/MΦ,양수량20M³/MIN)를 설치하고 침전지 내에 체적한 실트계오니를 교반해서 얻은 오탁수를 교반해서 얻은 오탁수를Φ150M/M의 송수 호 스로 소정위치에 연속 송수하기로 하였다.

(3) SILT PROTECTOR전장 형태 및 측점

오탁원과SILT PROTECTOR의 전장중심 위치를 연결하는 연장선상에서 SILT PROTECTOR내측에서 (상류측)에 2점, 외측(하류측)에 100M까지의 거리내의 2-4점 설치하기로 하였다.

또 수심방향에 대해서는 각점 공히 상층,중층,하층의 3점을 샘플링 하였다.

(4) 샘 플 링 : 북원식절연체수기

(5) 탁도측정 : 직독식 탁도계 FN-5형

3. 유한 요소 법수치 시물레이션에 의한 해석 결과

-흐름에 의한 방정식

ㅤαU

+

ㅤαV

=

0

(1)

ㅤαX

ㅤαY

u

ㅤαU

+

ㅤαu

＋

αp

-

(AX

ㅤα2u

+

AY

ㅤα2u

)

=

0

(2)

ㅤαX

ㅤαY

ㅤαx

x2

ㅤα2y

u

ㅤαv

+

ㅤαv

＋

ㅤαp

-

(AX

α2v

+

AY

ㅤα2v

)

=

0

(3)

ㅤαx

ㅤαY

ㅤαy

αx2

αy2

- 여기서 u,V: 수평, 연직방향 유속성분 P :壓力 A,Ay : 過動점성계수

확산에 대한 방정식

u

αc

+(V+VG)

ㅤαC -

αㅤ

(Kx

αC

)-

α

KY

αC

)

=

0

(4)

ㅤαX

ㅤαY

αx

ㅤαy

ㅤαy

- 여기에 Vg : 침강속도 C : 농도 Kx, Ky :Xy 방향의 過動확산 계수

(1)-(4)의 방정식을 유한 요소법 프로그램을 사용해서 SILT PROTECTOR의 오탁 확산 방지 효과를 아래표의 전제 조건으로 수치 해석하고 내용 및 결과를 해석, 영역, 유한요소 분할

SILT PROTECTOR없을때의 탁도 분포

SILT PROTECTOR설치 했을때의 탁도 분포로 결말지었다.

이결과SILT PROTECEOR가 없으면 수면부근에서 비교적 원거리까지 오탁의 고농도지역을 볼수있지만SILT PROTECTOR를 설치하므로써 오탁의확산이 방지되어 있음을 알수 있다.

또 해석조건의 전제로 해서 오탁 입자의 입경이 충분하게 미세한 범위만을 대상으로 하고 있고 실제로는 오탁의 대부분을 접하는 것은 큰 입경범위라는 사실에서 침강의 효과가 더욱 커지며 오탁확산 방지 효과보다 기대할수 있게 된다.

수 치 해 석 전 체 조 건
항 목	내 용	비 고
유 속 過動확산계수 침 강 속 도 오탁부하량	0.1M/SEC 수평방향 10M2/SEC 연직방향 0.001M/SEC 입 경 5마이크론 STOKES침강속도0.023MM/SEC 1.8TON/HR	유속이 빨라질수록程漏 絶體量은 증가하는데 특히 상중에 있어서의 탁도의 차는 현저한 것이다. 일본근해 일반치 확산대상이 될 수 있는 실트계 미세입경 대표치 각 CASE에서 대폭으로 변동하나 결과에 있어서 는 단순하게 정비례 한 것이다.

* 97년도 노임적용

工 種	規 格	單 位	數 量	單 價	金 額	備 考
제 1호표	해양오탁방지막 설치 및 철거
1)설치비					3,220,054.7
선적-기중기	무한 15톤	HR	4.16	100,644	418,679.0
특별인부			2.08	50,160	104,332.8
작업반장		인	0.52	57,379	29,837.0
해상운반-대선	100TON	HR	13.01	38,581	501,938.8
예선	80HP	HR	3.36	81,366	273,389.7
거치-기중기선	조합 15톤	HR	8.00	100,644	805,152.0
피 예 인	노력비	HR	0.88	36,522	32,139.3
앙카바지		HR	8.98	72,895	654,597.1
잠 수 부		조	2.00	85,405	170,810.0
보통인부		인	5.00	34,360	171,800.0
작업반장		인	1.00	57,379	57,379.0
2)철 거 비	설치비의50%	식	1.00		1,610,027.3
합 계	10SPAN당				4,830,082.0
	1SPAN당				483,008.2
제2호표	ANCHOR BLOCK 제작			EA당
1)MAIN ANCHOR BLOCK		(1.0×1.0×1.0)
레 미 콘	σck=180㎏/㎝	M2	1	40,340	40,340
콘크리트 타설	σck=180㎏/㎝	M2	1	20,866	20,866
거 푸 집	4회	M2	4	57,874	231,496
와이어 로프	Φ24	M	2	1,820	3,640
소 계					296,342
2)SUB ANHOR BLOCK		(0.9×0.9×0.6)
레 미 콘	σck=180㎏/㎝	M2	0.5	40,340	20,170
콘므리트 타설	σck=180㎏/㎝	M2	0.5	20,866	10,433
거 푸 집	4회	M2	2	57,874	115,748
와이어 로프	Φ24	M	2	1,820	3,640
소 계			0		149,991

工 種	規 格	單 位	數 量	單 價	金 額	備 考
제2-1호표	콘크리트 타설	1M3
콘크리트 공		인	0.15	62,281	9,342.1
보 통 인 부		인	0.27	34,360	9,277.2
소 계					18,619.3
제2-2호표	거 푸	(4회)
재 료 비		식	1		5,127.0
인 건 비					44,485.5
형 틀 목 공		인	0.50	61,483	30,741.5	0.5×45.9%
보 통 인 부		인	0.40	34,360	13,744.0	0.4×45.9%
소 계					49,612.5

工 種	規 格	單 位	數 量	單 價	金 額	備 考
제 3호프	오탁방지막	ANCHOR BLOCK		운반 거치
1)전치,적재,적하					571,870
기 중 기	무한10톤	HR	7.32	45,833	335,497
특 별 인 부		인	3.66	50,160	183,585
작 업 반 장		인	0.92	57,379	52,788
2) 육상운반					71,426
백호우(20톤)	손료	HR	3.14	3,866	12,139
	인건비	HR	3.14	18,630	58,498
	재료비	HR	0.31	2,547	789
3)선 적					394,339
기 중 기	무한10톤	HR	1.83	45,833	335,497
특 별 인 부		인	0.91	50,160	45,645
작 업 반 장		인	0.23	57,379	13,197
4)해상운반					587,463
대 선	100TON	HR	9.87	38,581	380,794
예 선	80HP	HR	2.54	81,366	206,669
5)거 치					1,067,521
기 중 기 선	손료	HR	8.00	8,297	66,376
(조합15톤)	인건비	HR	8.87	57,486	509,900
	재료비	HR	8.00	7,112	56,896
잠 수 부		조	2.0	85,405	170,810
보 통 인 부		인	6.00	34,360	206,160
작 업 반 장		인	1.0	57,379	57,379
합 계	(10.0개당)				2,692,622
	(1개당)				269,262

工 種	規 格	單 位	數 量	單 價	金 額	備 考
제4호표	해향 오탁방지막 유지 관리비
1)일당					608,424
예선(40HP)	손 료	HR	8.00	10,059	80,472
	인 건 비	HR	8.00	44,163	353,304
	재 료 비	HR	2.00	5,492	10,984
잠 수 부		조	2.00	81,832	163,664
소 계				608,424
36일/12개월		일	36	608,424	21,903,264
제5호표	가 설 공 사	M2
가설사무소	(1년 미만 사용)	M2	120	65,943	7,913,160
가 설 창 고	″	M2	120	48,355	5,802,600
가 설 헛 간	″	M2	120	16,185	1,942,200
가 설 숙 소	″	M2	120	35,589	4,270,680
가설시험실	″	M2	40	41,616	41,656
	(1개당)				19,970,296

*중기 사용

工 種	規 格	單 位	數 量	單 價	金 額	備 考
1.앙 카 바 지	50HP	HR	1
-손 료		HR	1	8,293	8,297.0
-재 료 비					7,112.0
경 유		ℓ	7.8	536.36	4,183.6
잡 품		％	70%		2,928.5
-인 건 비					57,486.0
고급선원		인	0.416	63,950	26,645.4	63,350
보통선원			0.6249	43,946	30,840.7
계					72,895.0
2. 기 중 기	무한궤도(15톤)
-손 료		HR	1	27.150	27,150.0
-재 료 비					5,728.0
경 유		ℓ	8.9	536.36	4,773.6
잡 품		％	20		954.7
-인 건 비					67,766.0
고급선원		인	0.416	63,950	26,645.0
보통선원		인	0.83	43,946	41,121.0
계					100,644.0
3. 백 호 우	(20TON)
- 손 료					3,866.0
- 재 료 비					2,547.0
경 유		ℓ	3.8		2,038.0
잡 품		％	25		509.5

*중기 사용료

工 種	規 格	單 位	數 量	單 價	金 額	備 考
-인 건 비					18,630.0
조 종 원		인	0.2083	56,951	11,864.6
중기 조수		인	0.10416	42,762	4,454.0
중기 조장		인	0.0416	55,484	2,311.4
계					25,043.0
4. 대 선	(100TON)
-손 료		HR	1		8,011.0
-보통 선원		인	0.6249	49,346	30,840.0
계					38,581.0
5. 예 선	80HP
- 재 료 비					10,984.0
- 기 계 손 료					12,896.0
경 유		ℓ	12.8	536.36	6,865.4
잡 품		％	60	식	4,119.2
- 인 건 비					57,485.0
고급 선원		인	0.416	63,950	26,645.4
보통 선원		인	0.6249	49,346	30,840.7
계					81,366.0

*중기 사용료

工 種	規 格	單 位	數 量	單 價	金 額	備 考
5. 예 선	40HP
- 기 계 손 료					10,059.0
- 인 건 비					44,120.1
고급 선원		인	0.2083	64,343	13,402.6
보통 선원		인	0.6249	49,156	30,717.5
소 계					98,299.2
- 재 료 비					5,492.3
경 유		ℓ	6.4	536.36	3,432.7
잡 품		％	60	식	2,059.6
계					59,671.4

◎ 오 탁 방 지 막 시 방 서

1.적용범위

본장은 오탁의 확산 방지를 위하여 사용하는 오탁방지막에 대하여 규정한다

2.계획,조사

가) 도급자는 본공사를 수행하기 전에 오탁확산 방지막 설치예정 위치 및 구간에 대한 수심,조류등을 조사하여 현지여건의 설계와 상위 여부를 검토,공사 감독에게 보고하여야 한다.

나) 도급자는 조사자료를 활용하여 방지막 설치구간,경로 및 안전표시 시설과 오탁확산 방지막 및 ANCHOR의 설치방법,소요 장비 ,동원 계획,설치기간 등을 포함하는 상세한 공정표를 작성하여 공사감독의 승인을 받아 시행하여야 한다.

다) 도급자는 오탁확산 방지막이 설치된 이후에도 주기적인 순찰 및 유지 관리로 방지막 및 설치 부속물의 손상,유실 등에 의한 기능저하 또는 상실에 대비하여야한다.

3.재료

가) 오탁방지막의 재질은 인장강도 25TON/M 이상의 기준으로 한다.

나) 오탁방지막은 흙속이나 ,해수 및 일광에 노출된 상태에서도 내구성이 강하고 여과성이 양호하며 수중의 혼탁 및 확산을 방지할 수 있는 재료로서 반드시 공사 감독의 승인을 받아야 한다.

다) 오탁방지막의 재료로는 다음표의 기준에 적합한 것이라야 하며 ,공공기관에서 정하는 시험기관 에서 시행한 시험성적서를 사전에 공사감독에게 제출하여 승인을 받은후 사용하여야 한다.

25형 기준치 및 시험방법

항 목	단 위	기 준 치		시 험 방 법
인 장 강 도	Kg/in	건	635이상	KSK0520(GRAB법)
		습	635이상
인 장 신 도	%	건	10-30	KSK0520(GRAB법)
		습	10-30
인 열 강 도	Kg	건	360이상	KSK0536
		습	360이상
중 량	g/m2	750이상		KSK0514
투 수 계 수	cm/sec	? x 10-2 ∼ -4 이상( ? =1-9)		KSF2322
수 축 율	%	±0.2이하		KSK0601

4. 오탁방지막의 구조 형상 및 시공

가) 오탁방지막은 지형 및 수위 변화에 적절히 대응하여야 하고 ,부유 물질의 확산을 방지할 수 있 도록 내구성 있게 제작되어야 하며 취급이 및 설치가 용이하고 이음부는 보강벨트르 2겹으로 되 어 파손되지 않도록 건실하게 봉제 가공하여야 한다.

나) 오탁방지막의 구조는 FLOAT부와 막체가 일체로 제작되어야 하며 취급이 용이하고 오탁을 방지할 수 있는 적정 공극을 가져야 하며 내구성이 있어야 한다.

다) FLOAT부는 파도에 의해 한쪽으로 휩쓸리지 않고 부력 유지 및 복원력이 우수한 원통형으로 제작되어야 하며 파손을 방지하기 위하여 PVC COATING COVER를 포함한 구조이어야 한다.

라) 하단부는 STEEL CHINE을 부착하여 방지막 전체에 주름이 잡히거나 굴곡이 없는 평면 형상을 유지하여 오탁의 확산을 방지 할 수 있어야 한다.

마) 오탁방지막은 설치후 바람,유수 및 파랑 등에 의하여 파손 또는 유실되지 않도록 견고하게 연결, ANCHORING하여야 하며 ,해수중 부유물질의 부착으로 성능저하가 없도록 이들의 제거등 유지 관리를 철저히 하여야 한다.

바) 오탁방지막의 현장점검검은 매 공사일 마다 1회 실시하는 것을 원칙으로 하며,현장 점검시 오탁

방지막의 파손을 발견하면 즉시 공사 감독에게 보고하여 원래 상태로 복구 하여야 한다.

사) 오탁 방지막의 설치는 사전에 시험 설치하여 오탁수의 확산방지효과등 본래 목적을 충족하는 지 의 여부를 검토한 후 본 공사를 실시하여야 한다.

아) 오탁방지막의 유동을 방지하기 위해 하상에 설치하는 ANCHOR는 콘크리트 블록으로 하고 주기능 과 보조기능이 충분히 발휘되며 유속,수위 ,파랑 변화에 견딜 수 있는 충분한 재질 및 규격이어 야한 CLIP,SHACKLE도 동일규격이어야 한다.

자) 오탁방지막 설치시 작업선박의 통행에 지장이 없도록 오탁확산 기능을 최대한 유지하면서 적절 한 통로로 활용할 수 있는 개구부를 설치하고 부표 등의 안내표시 시설을 설치 하여야 한다.